Напрями наукової діяльності кафедри

• термічне знешкодження рідких радіоактивних відходів з використанням апаратів зануреного горіння;
• підвищення ефективності роботи теплоенергетичного устаткування з метою зменшення енерговитрат і економії палива;
• розробка методів контролю якості спалювання палива на основі ефекту іонізації;
• створення систем енергопостачання з використанням відновлюваних джерел енергії;
• закономірності розвитку струменевих і факельних процесів при спалюванні газоподібного, рідкого і пиловугільного палива;
• збільшення тепловіддачі від факела на поверхні нагріву з метою економії палива;
• моделювання процесів тепломасообмену;
• дослідження процесів горіння і розробка пальникових пристроїв, що працюють в імпульсному режимі, які забезпечують економію палива і зменшують утворення шкідливих викидів;
• підвищення ефективності використання енергоресурсів в теплових системах;
• вирішення проблем акумулювання різних видів енергії;
• теплогенератори на основі кавітаційних ефектів;
• апарати зануреного згорання для теплопостачання.

   На кафедрі розроблено стенд для проведення експериментальних досліджень роботи теплогенераторів та перевірки адекватності розроблених математичних моделей, що визначають вплив геометричних параметрів робочого простору апаратів на їх енергоефективність (рис. 1).

Рис 1. Експериментальний стенд для тестування ефективності роботи роторно-імпульсного теплогенератора: 1 – електродвигун;    2 – камера роторно-імпульсного теплогенератора; 3, 5 – насос; 4 – пластинчастий теплообмінник; 6 – ємність, що акумулює.

   Дослідження кафедри, які пов’язані з імпульсним введенням теплоносія, широко впроваджено у промисловості та сільському господарстві для обігріву промислових споруд та тепличних комплексів.

     На рис. 2 наведено один із прикладів ефективного впровадження, розробленого кафедрою, роторно-імпульсного теплогенератора для обігріву торгівельного комплексу загальною площею 2700 м² на основі системи «тепла підлога» (м. Павлоград). ККД впровадженої системи обігріву дорівнює 0,84 що на 17% вище ККД наведених в літературі закордонних систем обігріву з багатоступеневим імпульсним впливом на теплоносій.

Рис. 2. Загальний вид системи обігріву торгівельного комплексу з інтегрованим дисковим імпульсним теплогенератором: 1 – электродвигун; 2 – дисковий імпульсний теплогенератор; 3 – теплообмінник.

   Отримані експериментальні показники роботи теплової системи з роторно-імульсним теплогенератором (РІТ) зіставлені з показниками енергоефективності теплових систем з використанням роторно-імпульсних апаратів (РІА) зарубіжного виробництва (табл. 1).

Таблиця 1

Порівняльний аналіз показників енергоефективності теплової роботи систем з РІА і теплової системи з розробленим РІТ.

   Аналіз показників енергоефективності дозволяє стверджувати, що теплова система з інтегрованим роторно-імпульсним теплогенератором з багатоступеневою кавітаційною камерою по енергоефективності перевершує відповідні зарубіжні аналоги.

Активно ведуться дослідження енергетичних систем на базі відновлюваних та нетрадиційних джерел енергії. 

Розроблені високоефективні енергетичні комплекси трансформації сонячного випромінювання у геліосистемах на основі полімерних сонячних колекторах (ПСК) у теплову енергію та її акумулювання у теплоакумулювальному модулі сорбційного типу на основі синтезованих композиційних сорбентів «силікагель – кристалогідрат».

Ефективність традиційних геліосистем була підвищена за рахунок удосконалення конструкцій та продуктивності роботи сонячних колекторів, які вже існують на ринку. На всі розроблені конструкції сонячних колекторів отримано патенти України на корисну модель, які пройшли первинні випробування.

Основні переваги розроблених ПСК:

• впровадження даних геліосистем дозволяє скоротити витрати палива до 50-100% за місяць;
• дозволяє скоротити викиди шкідливих газів у атмосферу;
• термін служби складає 25-30 років, а термін окупності біля 1 року;
• собівартість в 5-8 разів мене ніж собівартість традиційних металевих сонячних колекторів та в 6-9 разів менше ніж трубчатих вакуумних колекторів;
• питома маса полімерних сонячних колекторів складає 4-5 кг/м², що у 2-5 разів менше ніж у існуючих аналогів;
• мають високу корозійну стійкість абсорбера сонячного колектора;
• мають високу атмосферостійкість прозорої ізоляції до ударних впливів (в 5-6 разів вище за стійкість скла);
• можливість використання як в локальних системах малої потужності, так і на великих підприємствах.